PERANCANGAN RISER PENGECORAN BAJA PADUAN

Transkripsi

1 TUGAS SARJANA FOUNDRY PERANCANGAN RISER PENGECORAN BAJA PADUAN OLEH : ABDUL SAMAD NIM: DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2

3

4 ABSTRAK Optimalisasi perancangan riser pengecoran baja paduan secara eksperimental dan simulasi, untuk menentukan posisi titik penambahan coran, proses pendinginan, pembekuan, memahami metode perancangan riser secara eksperimental dan simulasi serta membandingkan hasil dimensi riser yang diperoleh melalui eksperimental dan simulasi. Proses perancangan melalui simulasi dilakukan dengan menetapkan custom high, modulus casting dan modulus riser. Sedangkan perancangan melalui proses eksperimental dilakukan dengan menetapkan luas penampang pelepas panas, volume, modulus casting, dan modulus riser. Hasil perancangan riser dengan metoda eksperimental menunjukkan diameter riser 152,4 mm lebih besar dari pada perancangan riser dengan metoda simulasi yaitu 127 mm. Pada perancangan riser secara eksperimental tidak diketahui secara pasti dimana posisi titik penambahan coran sedangkan pada perancangan riser secara simulasi dapat dipastikan dimana posisi titik penambahan coran. Perancangan riser dengan cara simulasi lebih efektif untuk mencegah terjadinya cacat shrinkage pada pengecoran produk. Kata kunci : pengecoran, riser, simulasi, dan eksperimental

5 ABSTRACT Optimizing the design of alloy steel casting risers are experimental and simulation, to determine the position of the point of addition of castings, cooling, freezing, understand the design method is experimental and simulated riser and riser dimensions compared the results obtained through experimental and simulation. Design process through simulations carried out by setting custom high, casting modulus and modulus riser. While the experimental design through a process carried out by setting the heat releasing cross-sectional area, volume, casting modulus, and modulus riser. The result of the riser with the method of experimental design showing a diameter of mm riser is bigger than the riser design by simulation method that is 127 mm. In experimental design of the riser is not known exactly where to position the point of additional of casting while the design of the riser in the simulation can be ascertained where the position of the point of additional of castings. Design of risers by the simulation is more effective to prevent the occurrence of shrinkage defects in casting product. Keywords: casting, riser, simulation, and experimental

6 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, karena atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga penulis memiliki pengetahuan, pengalaman, kekuatan dan kesempatan untuk menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Penulis sangat merasakan betapa besarnya rahmat dan hidayah Allah pada saat proses penyusunan laporan tugas akhir ini berlangsung. Maka sudah sepantasnyalah kita beriman dan bertaqwa kepada-nya. Laporan skripsi ini adalah tugas yang harus diselesaikan oleh setiap mahasiswa jurusan Teknik Mesin, karena ini merupakan persyaratan untuk menyelesaikan perkuliahan di fakultas teknik Univesitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak mengalami hambatan, namun berkat bantuan pembimbing dan berbagai pihak maka laporan ini dapat diselesaikan. Dalam kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Ikhwansyah isranuri, sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin; 2. Bapak Syahrul Abda, sebagai Koordinator tugas akhir jurusan Teknik Mesin ; 3. Bapak Dr.Eng.Ir.Indra,MT. sebagai pembimbing tugas akhir. 4. Bapak Ir. Alfian Hamsi, M. Sc. sebagai pembanding satu; 5. Bapak Ir. Syahrul Abda, M. Sc. sebagai pembanding dua; 6. Teristimewa buat Ayahanda dan Ibunda yang telah memberikan dorongan dan bantuan baik secara moril dan materil kepada penulis sejak awal perkuliahan hingga selesainya laporan Tugas Akhir ini; 7. Dan semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini. Laporan ini merupakan karya asli penulis dan bukan merupakan jiplakan atau tiruan dari sumber lain. Tiada gading yang tak retak begitu pula dengan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan, untuk

7 itu penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun, untuk lebih melengkapi penulisan laporan skripsi ini. Sekali lagi penulis mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan maupun siapa saja yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan skripsi ini, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya. Medan, Desember 2011 Hormat Penulis, ABDUL SAMAD NIM :

8

9

10

11

12

13 DAFTAR ISI ABSTRAK..... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR..... iii LEMBAR SPESIFIKASI TUGAS..... v KARTU BIMBINGAN TUGAS AKHIR... vi LEMBAR EVALUASI SEMINAR... vii ABSENSI PEMBANDING BEBAS.. viii DAFTAR ISI.. ix DAFTAR GAMBAR.. xii DAFTAR TABEL.. xiv BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan dan Sasaran Perancangan Batasan Masalah Metode Penulisan 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gambaran Umum Riser Definisi Riser Bahan Bahan Pembentuk Riser Dimensi Riser Pengaruh Riser dalam Proses Foundry Pemodelan Untuk Perhitungan Modulus Perhitungan Riser Jangkauan Riser Landasan Teori Baja Paduan Karakteristik Logam Cair.. 19

14 Massa Jenis Berat Jenis Mass Jenis Relative Viskositas Dinamik Viskositas Kinematik Suhu Solidus Suhu Liquidus Interval Pemadatan Suhu Tuang Aliran Logam Cair Prinsip Dasar Penuangan Metode Penuangan Sistem Saluran BAB III. PERANCANGAN 3.1 Metodologi Perancangan Jenis Perancangan waktu Perancangan Subjek dan Objek Perancangan Tahapan Perancangan Studi Pustaka dan Studi Lapangan Identifikasi Masalah Pengumpulan Data Pengolahan Data Analisa dan Evaluasi Kesimpulan dan Saran Eksperimental Simulasi Convert ASCII STL To Binary Import STL File Riser Design Wizard

15 3.3.4 Plot Feed Area Design Riser BAB IV. ANALISIS PEMECAHAN MASALAH 4.1 Hasil Analisa Eksperimental Hasil Analisa Simulasi Perbandingan Antara Simulasi dan Perhitungan Manual.62 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Jenis jenis riser berdasarkan letaknya Gambar 2.2 Proses Pemadatan Gambar 2.3 Diagram Kesetimbangaan Gambar 2.4 Penuangan Terjun Gambar 2.5 Penuangan Naik / Bawah Gambar 2.6 Penuangan Bertingkat Gambar 2.7 Penuangan Datar/ Samping Gambar 2.8 Penuangan Miring Gambar 2.9 Sistem Saluran Gambar 3.1 Blok Diagram Prosedur Perancangan Gambar 3.2 Pembagian Daerah Modulus Casting Gambar 3.3 Detail Dimensi Produk Gambar 3.4 Perintah ASCII STL To Binnary Gambar 3.5 Perintah Import STL Gambar 3.6 Simulasi Kosong Gambar 3.7 Simulasi Kosong Gambar 3.8 Simulasi Kosong Gambar 3.9 Perintah Riser Design Wizard Gambar 3.10 Perintah Plot Feed Area Gambar Posisi dan Jumlah Titik Hot Spot Gambar 3.12 Perintah Riser Design Wizard Gambar 3.13 Perintah Mendesain Riser Gambar 3.14 Posisi Riser dan Simulasi Mulai di jalankan Gambar 3.15 Simulasi Sedang Berjalan

17 Gambar 3.16 Simulasi sedang berjalan pada persentase solid persen Gambar 3.17 Simulasi sedang berjalan pada persentase solid persen Gambar 3.18 Simulasi Selesai Gambar 4.1 Satu Feeding Area Gambar 4.2. Bagan Riser Design Wizard Gambar 4.3 Hasil Akhir Simulasi Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Dimensi Riser

18 DAFTAR TABEL Tabel 2,1 tingkat penyusutan beberapa macam bahan... 9 Tabel 2.2 Rumus Modulus untuk benda bentuk primitif Table 3.1 dimensi riser... 51